DE10217289A1

DE10217289A1 - Re-writable memory device and method for limiting the number of times it is re-programmed, which is based on use of a counter that is incremented each time re-programming occurs with a limiting value set by the manufacturer

Info

Publication number: DE10217289A1
Application number: DE2002117289
Authority: DE
Inventors: Udo Ausserlechner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: DE10217289B4

Abstract

Memory device has the following characteristics: a memory region (12) with at least a re-writable memory cell that is re-written in programming steps; and a counter (14) that counts the number of times the memory region has been re-written. The memory device can be configured so that re-writing of the memory is prevented once a preset number of re-writes has occurred. An Independent claim is made for a method for counting the number of re-write processes a memory cell has undergone.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Speichervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung und insbesondere auf mehrmals beschreibbare, elektronische Datenspeicher, wie z. B. EEPROMs, und Verfahren zum Betreiben derselben. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf solche Vorrichtungen und Verfahren, die sich zur Anwendung in Systemen eignen, die einerseits vom Anwender programmiert werden und andererseits höchste Ansprüche an die Zuverlässigkeit haben. The present invention relates to a Storage device and a method for operating a Storage device and in particular on multiple rewritable electronic data storage such. B. EEPROMs, and methods for Operating the same. In particular, the present invention to such devices and methods that are suitable for use in systems that are used by the user be programmed and on the other hand the highest demands on the Have reliability.

Mehrmals beschreibbare Speicher haben in der Praxis die Limitierung, dass bei jedem Schreibvorgang das Speichermedium mehr oder weniger geschädigt wird, so dass eine maximal erlaubte Anzahl von Schreibvorgängen für einen zuverlässigen Datenspeicher spezifiziert werden muss. Bei EEPROMs nennt man diese maximal erlaubte Anzahl von Schreibvorgängen Endurance (Haltbarkeit). Übliche EEPROM-Speicherzellen für die Datenspeicherung in portablen Computern weisen eine Endurance von 10⁵ bis 10⁶ auf, d. h., dass der Hersteller eine einwandfreie Funktion des Speichers für maximal 10⁵ bis 10⁶ Schreibzyklen garantiert. Wird der Speicher öfter beschrieben, so werden die Speicherelemente bzw. Speicherzellen desselben durch die einzelnen Schreibvorgänge dermaßen stark vorgeschädigt, dass es beispielsweise zu einem Datenverlust kommen kann. Anders ausgedrückt nützt sich ein Speicher bei jedem Umprogrammiervorgang, Schreiben oder Löschen, ein wenig ab, bis er schließlich unzuverlässig geworden ist. In practice, memories that can be written to multiple times have the limitation that the storage medium is more or less damaged with each write operation, so that a maximum permitted number of write operations must be specified for a reliable data store. For EEPROMs, this maximum number of writes is called endurance. Conventional EEPROM memory cells for data storage in portable computers have an endurance of 10 ⁵ to 10 ⁶ , which means that the manufacturer guarantees perfect functioning of the memory for a maximum of 10 ⁵ to 10 ⁶ write cycles. If the memory is written to more often, the memory elements or memory cells thereof are damaged to such an extent by the individual write operations that data loss can occur, for example. In other words, a memory wears out a little with every reprogramming operation, writing or erasing, until it finally becomes unreliable.

Aufgrund technologischer Restriktionen gibt es auch EEPROMs, deren Endurance nur 10 bis 1.000 beträgt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein EEPROM in einer Technologie implementiert werden soll, die nicht eigens dafür vorgesehen und somit nicht dementsprechend optimiert worden ist. Due to technological restrictions, there are also EEPROMs whose endurance is only 10 to 1,000. This is especially the case when an EEPROM in a technology to be implemented, which are not specifically intended and has not been optimized accordingly.

Beispielsweise ist es aus der EP 0756328 A2 bekannt, eine EEPROM-Speicherzelle in Form eines Standard-CMOS-Inverters aufzubauen, bei dem die Gates des pMOS-Transistors und des nMOS-Transistors durch eine einzige Polysiliziumbrücke verbunden sind, wobei diese mit keinem weiteren Element verbunden ist. Die Polysiliziumbrücke liegt also auf freischwimmenden Potential und bildet ein sogenanntes Floating Gate. Die beiden verwendeten Transistoren können dabei durch einen Standard-CMOS-Prozess hergestellt werden. For example, it is known from EP 0756328 A2, a EEPROM memory cell in the form of a standard CMOS inverter to build, in which the gates of the pMOS transistor and the nMOS transistor through a single polysilicon bridge are connected with no other element connected is. The polysilicon bridge is therefore on floating potential and forms a so-called floating gate. The both transistors used can be replaced by one Standard CMOS process can be made.

Es gibt Halbleitertechnologien, die hinsichtlich einer hohen Spannungsfestigkeit oder Temperaturbeständigkeit optimiert werden, bei denen zusätzlich ein EEPROM verwendet werden soll. Diesbezüglich sei beispielsweise auf "An ASIC- Compatible EEPROM Technology" von S. R. Nariani u. a., IEEE 1992, Custom Integrated Circuits Conf.; und "Single Poly EEPROM for Smart Power IC's" von E. Carman u. a., ISPSD'2000, verwiesen. In jüngster Vergangenheit zeichnet sich dieser Trend insbesondere für automotive Sensoren ab. So ist man bei Sicherheitsrelevanten Bausteinen an einer Rückverfolgbarkeit interessiert, wobei, um dies zu erreichen, jedem Baustein eine Identifikationsnummer, eine Datumsangabe seiner Erzeugung oder ähnliches einprogrammiert werden soll. Bei integrierten Sensoren, beispielsweise für das Motormanagement oder ein Antiblockiersystem, ist es besonders wünschenswert, wenn der Modulhersteller den Sensor-IC in ein Modul einbaut und erst danach den Sensor kalibriert. Dadurch kann der Einfluss der Einbaulagetoleranzen durch einen geeigneten Abgleich eliminiert werden. There are semiconductor technologies that are optimized for high dielectric strength or temperature resistance, in which an EEPROM should also be used. In this regard, see, for example, "An ASIC-Compatible EEPROM Technology" by SR Nariani et al., IEEE 1992 , Custom Integrated Circuits Conf .; and "Single Poly EEPROM for Smart Power IC's" by E. Carman et al., ISPSD'2000. In the recent past, this trend has become particularly apparent for automotive sensors. For example, one is interested in traceability in the case of security-relevant modules, in order to achieve this, each module should be programmed with an identification number, a date of its creation or the like. In the case of integrated sensors, for example for engine management or an anti-lock braking system, it is particularly desirable if the module manufacturer installs the sensor IC in a module and only then calibrates the sensor. The influence of the installation position tolerances can be eliminated by a suitable adjustment.

Bei den genannten Anwendungen ist die Anzahl der Schreib- /Löschzyklen nur von untergeordneter Bedeutung. Wichtig ist hingegen die Sicherheit der Datenhaltung. Ein Aspekt dieser Sicherheit ist, dass die Programmierdaten möglichst lange im Speicher erhalten bleiben, ehe sie durch Temperatureinflüsse oder ähnliches unzuverlässig oder verfälscht werden. Die Dauer, während der eine sichere Datenhaltung gewährleistet ist, wird als Retention bezeichnet. In the applications mentioned, the number of write / Deletion cycles only of minor importance. Important is on the other hand, the security of data storage. One aspect of this The certainty is that the programming data in the Storage is retained before it is affected by temperature or the like can be unreliable or falsified. The Duration during which secure data storage is guaranteed is called retention.

Üblicherweise sinkt bei EEPROM-Speicherzellen die Retention mit der Anzahl an zuvor ausgeführten Programmiervorgängen, d. h. Schreibvorgängen und/oder Löschvorgängen. Diesbezüglich ergibt sich für einen Halbleiterhersteller ein besonderes Gewährleistungsproblem, wenn er einerseits eine gewisse Retention garantieren muss, andererseits die Programmierung jedoch vom Kunden vorgenommen wird. Angenommen, der Halbleiterhersteller garantiert, dass der Speicher zuerst fünf Mal programmiert werden darf und danach 15 Jahre lang bei maximal 150°C Daten zuverlässig hält, d. h. beispielsweise mit einer Fehlerrate < 1 ppm (ppm = parts per million). Würde nun ein Anwender, d. h. ein Hersteller eines Moduls, unter Verwendung des Halbleiterchips bei der Kalibrierung eines intelligenten Sensors diesen zehn Mal programmieren und danach ausliefern, so könnte dieser Baustein unter Umständen nach zwölf Jahren fehlerhaft werden, da die vom Hersteller maximal zugesprochene Programmierhäufigkeit überschritten wurde. Wird der Baustein danach vom Anwender an den Halbleiterhersteller zurückgeschickt, so wird der Hersteller feststellen, dass der Speicher defekt ist, obwohl der Baustein seine Lebensdauer noch nicht überschritten hat. Der Hersteller müsste nun beweisen, dass der Baustein durch unsachgemäße Programmierung unzulässig vorgeschädigt wurde, was praktisch aber kaum möglich ist. Retention usually drops with EEPROM memory cells with the number of programming operations previously carried out, d. H. Write operations and / or delete operations. In this regard, there is something special for a semiconductor manufacturer Warranty problem if on the one hand he has a certain Must guarantee retention, but on the other hand programming is made by the customer. Suppose the Semiconductor manufacturer guarantees that the memory first five times can be programmed and then for a maximum of 15 years 150 ° C holds data reliably, d. H. for example with a Error rate <1 ppm (ppm = parts per million). Would now User, d. H. a manufacturer of a module, using of the semiconductor chip when calibrating an intelligent one Program this sensor ten times and then deliver it, this could be the case after twelve years become faulty, since the maximum of the manufacturer assigned programming frequency was exceeded. Will the The module then passes from the user to the semiconductor manufacturer sent back, the manufacturer will find that the Memory is defective, although the block is still out of service has not exceeded. The manufacturer would now have to prove that the building block due to improper programming was inadmissibly damaged, which is practically impossible.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Speichervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung zu schaffen, durch die ermöglicht wird, dass ein Fehlverhalten einer Schaltung, die eine solche Speichervorrichtung verwendet, aufgrund eines unsachgemäßen Betriebs der Speichervorrichtung verhindert werden kann. The object of the present invention is a Storage device and a method for operating a To create storage device that enables that misconduct of a circuit that such Storage device used due to improper use Operation of the storage device can be prevented.

Diese Aufgabe wird durch eine Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst. This task is accomplished by a storage device according to Claim 1 and a method for operating a Storage device according to claim 10 solved.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Speichervorrichtung mit folgenden Merkmalen:
einem Speicherbereich mit zumindest einer Speicherzelle, die durch Programmiervorgänge wiederbeschreibbar ist; und
einem Zähler zum Erzeugen eines Zählstandes basierend auf bezüglich des Speicherbereichs durchgeführten Programmiervorgängen. The present invention provides a memory device having the following features:
a memory area with at least one memory cell that can be rewritten by programming processes; and
a counter for generating a count based on programming operations carried out on the memory area.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung, das folgende Schritte aufweist:
Programmieren zumindest einer Speicherzelle eines Speicherbereichs der Speichervorrichtung mittels eines Programmiervorgangs; und
Erzeugen eines Zählstandes für den Speicherbereich basierend auf dem Programmiervorgang. The present invention further provides a method of operating a storage device, comprising the following steps:
Programming at least one memory cell of a memory area of the memory device by means of a programming process; and
Generate a count for the memory area based on the programming process.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen ferner eine Einrichtung zum Verhindern weiterer Programmiervorgänge bezüglich des Speicherbereichs, wenn der Zählstand einen vorbestimmten Wert überschreitet. Somit wird erfindungsgemäß nach einer gewissen Anzahl von Programmiervorgängen eines wiederbeschreibbaren Speicherbereichs jeder weitere Programmiervorgang zumindest dieses Bereichs oder aber auch des gesamten Speichers verhindert. Unter Programmiervorgang ist im Rahmen dieser Offenbarung ein Schreib- und/oder Löschvorgang zu verstehen. Preferred embodiments of the present invention further include means for preventing others Programming operations related to the memory area when the Count exceeds a predetermined value. Thus according to the invention after a certain number of Programming operations of a rewritable memory area each further programming process at least this area or but also the entire memory prevented. Under Programming process is a write within the scope of this disclosure and / or to understand the deletion process.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise der Speicherbereich, der einen Nutzspeicher darstellt, um einen Zählstandspeicher, der als Schreib-/Lesezähler (W/E-Zähler) bezeichnet werden kann, erweitert. Bei Auslieferung einer integrierten Schaltung, die den Speicherbereich mit dem Zählstandspeicher enthält, wird dieser Zählstandspeicher auf einen definierten Wert gesetzt. Bei jedem Schreib- und/oder Löschvorgang wird der Zählstand erhöht, wobei, wenn derselbe einen vorgesehenen Maximalwert, der als Endurance-Limit bezeichnet werden kann, erreicht oder überschreitet, eine weitere Programmierung des Speicherbereichs verhindert wird. Eine solche Verhinderungseinrichtung kann beispielsweise durch eine verdrahtete Logik realisiert sein. According to the invention, the memory area which represents a useful memory to a counter memory, the can be called a read / write counter (W / E counter), extended. When an integrated circuit is shipped, the contains the memory area with the counter memory this counter memory is set to a defined value. With each write and / or delete process, the count is increases, where if the same has an intended maximum value, which can be called the endurance limit, reached or exceeds a further programming of the Storage area is prevented. Such a prevention device can be implemented using wired logic, for example his.

Das Zählinkrement, um das der Zählwert bei jedem Programmiervorgang, d. h. Schreib- und/oder Löschvorgang, inkrementiert wird, kann in Abhängigkeit der Programmierbedingungen, wie beispielsweise der Temperatur, der Höhe der Programmier- /Löschspannung, einer zeitlichen Charakteristik des verwendeten Programmierpulses, z. B. der Anstiegszeit oder der Dauer des Programmierpulses, und dergleichen, verändert werden. Erreicht oder überschreitet der Zählstand den vorgesehenen Maximalwert, kann ferner eine Einrichtung vorgesehen sein, die die integrierte Schaltung, die den Speicherbereich aufweist, in einen leicht erkennbaren Fehlermodus setzt, so dass ein irrtümlicher Einsatz im Feld verhindert wird bzw. rechtzeitig von Überwachungsschaltungen des Anwendungssystems erkannt werden kann. The counting increment by which the counting value for each Programming process, d. H. Write and / or delete process, incremented depending on the programming conditions, such as for example the temperature, the level of the programming / Extinguishing voltage, a temporal characteristic of the programming pulse used, e.g. B. the rise time or the duration the programming pulse, and the like, are changed. Reaches or exceeds the count Maximum value, a device can also be provided which the integrated circuit that has the memory area in an easily recognizable failure mode, so that a erroneous use in the field is prevented or in good time recognized by monitoring circuits of the application system can be.

Die oben angesprochene Problematik hinsichtlich einer verringerten Retention aufgrund zu häufiger Programmiervorgänge kann durch die vorliegende Erfindung nicht zu einer Gefährdung eines Anwenders durch einen Ausfall des Sensors führen, da erfindungsgemäß zu häufige Programmiervorgänge erfasst und entsprechende Reaktionen darauf erfolgen können. Eine Reaktion besteht darin, einfach weitere Programmiervorgänge zu verhindern, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Programmiervorgängen durchgeführt wurde. Eine weitere Reaktion besteht darin, den Betrieb der gesamten integrierten Schaltung, die den Speicher, der zu häufig programmiert wurde, aufweist, zu sperren und somit ein Fehlverhalten auszuschließen. Ferner ist es möglich, als Reaktion eine Anzeige zu liefern, die das Anwendungssystem von dem Zählstand, d. h. der Häufigkeit der Programmiervorgänge, in Kenntnis setzt, um basierend darauf einen rechtzeitigen Austausch des Speicherchips bzw. der integrierten Schaltung zu veranlassen, d. h. einen Austausch zu einer solchen Zeit, dass ein Fehlverhalten durch zu häufige Programmiervorgänge verhindert wird. The problem addressed above with regard to a reduced retention due to frequent programming processes cannot be a by the present invention Cause danger to a user due to sensor failure, since according to the invention too frequent programming processes are recorded and appropriate reactions can take place. A The response is to simply continue programming prevent when a predetermined number of Programming was carried out. Another reaction is the operation of the entire integrated circuit that the Memory that has been programmed too often has too much block and thus rule out misconduct. Further it is possible to respond in response to an ad that the Application system from the counter, d. H. the frequency of Programming operations, in order to based on that timely replacement of the memory chip or initiate integrated circuit, d. H. an exchange too such a time that misconduct due to frequent Programming operations is prevented.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Preferred embodiments of the present invention are referred to below with reference to the enclosed Drawing explained in more detail.

Die einzige beigefügte Zeichnung zeigt eine grobe schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung. The only attached drawing shows a rough one schematic representation of a storage device according to the invention.

Die Figur zeigt die Anwendung einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung in einer integrierten Schaltung 10, die beispielsweise ein Sensor-IC in einem automotiven Sensormodul sein kann. Die integrierte Schaltung 10 umfasst einen Speicher 12, in dem beispielsweise Kalibrierungsdaten für den automotiven Sensor und/oder Daten, die eine Rückverfolgbarkeit ermöglichen, beispielsweise eine Identifikationsnummer, eine Datumsangabe der Erzeugung oder auch Kundendaten, gespeichert sein können. Erfindungsgemäß ist das Volumen des Datenspeichers 12 über das eigentliche Nutzvolumen hinaus um einen Zählstandspeicher 14 erweitert. Dieser Zählstandspeicher 14 stellt einen Schreib-/Löschzähler (Programmiervorgangzähler) dar, wobei der in den Zählstandspeicher 14 abgelegte Zählstand basierend auf allen vergangenen Schreib-/Löschvorgängen erzeugt wird. The figure shows the use of a memory device according to the invention in an integrated circuit 10 , which can be, for example, a sensor IC in an automotive sensor module. The integrated circuit 10 comprises a memory 12 , in which, for example, calibration data for the automotive sensor and / or data which enable traceability, for example an identification number, a date of generation or customer data, can be stored. According to the invention the volume of the data memory 12 is extended by a Zählstandspeicher 14 via the actual usable volume addition. This counter status memory 14 represents a write / delete counter (programming operation counter), the counter status stored in the counter status memory 14 being generated based on all past write / erase operations.

Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung umfasst eine Programmiereinrichtung 16, durch die Programmiervorgänge bezüglich des Speichers 12 durchgeführt werden. Genauer gesagt umfasst der Speicher eine Mehrzahl von Speicherelementen bzw. Speicherzellen (nicht gezeigt), wobei die Programmiereinrichtung Programmiervorgänge bezüglich einzelner dieser Speicherzellen, einer jeweiligen Gruppe von Speicherzellen oder aller Speicherzellen gleichzeitig bewirkt. Zu diesem Zweck ist die Programmiereinrichtung 16 in geeigneter Weise mit dem Speicher 12 verbunden, wie in der Figur rein schematisch durch eine Leitung 18 angezeigt ist. The storage device according to the invention comprises a programming device 16 , by means of which programming operations relating to the memory 12 are carried out. More specifically, the memory comprises a plurality of memory elements or memory cells (not shown), the programming device effecting programming processes with respect to individual ones of these memory cells, a respective group of memory cells or all memory cells at the same time. For this purpose, the programming device 16 is connected in a suitable manner to the memory 12 , as indicated purely schematically in the figure by a line 18 .

Das gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst ferner eine Einrichtung 20 zum Verhindern, dass weitere Programmiervorgänge bezüglich des Speichers 12 durchgeführt werden. In der Fig. 20 ist diese Verbindungseinrichtung, die als Endurance-Lock bezeichnet werden kann, rein schematisch als Schalter dargestellt, während dieselbe in der Praxis vorzugsweise als eine festverdrahtete Logik implementiert sein kann. Ungeachtet der Darstellung in der Figur kann die Verhinderungseinrichtung 20 als ein Teil des Speichers 12, der beispielsweise als ein Speicherchip implementiert sein kann, als ein Teil der Programmiereinrichtung 16 oder als ein Teil der integrierten Schaltung 10 gebildet sein. The exemplary embodiment shown further comprises a device 20 for preventing further programming operations relating to the memory 12 from being carried out. In FIG. 20, this connection device, which can be referred to as Endurance lock, illustrated purely schematically as a switch, while the same can be preferably implemented as a hard-wired logic in practice. Regardless of the illustration in the figure, the prevention device 20 can be formed as part of the memory 12 , which can be implemented, for example, as a memory chip, as part of the programming device 16 or as part of the integrated circuit 10 .

In jedem Fall ist in dem Zählstandspeicher 14 ein Zählstand abgelegt, der bei jedem Programmiervorgang, der durch die Programmiereinrichtung 16 initialisiert wird, zuerst ausgelesen, inkrementiert und dann wieder in dem Zählstandspeicher 14 abgespeichert wird. Gleichzeitig können beispielsweise Kundendaten abgespeichert werden. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn mehrere Bits des Speichers simultan programmiert, d. h. beschrieben oder gelöscht, werden können, wie dies beispielsweise bei EEPROM-Speichern der Fall ist. In any case, in the Zählstandspeicher 14, a count is stored, which in each programming operation, is initialized by the programming device 16, is first read, incremented and then stored again in the Zählstandspeicher fourteenth At the same time, for example, customer data can be saved. For this purpose, it is advantageous if several bits of the memory can be programmed, ie written or erased, simultaneously, as is the case, for example, with EEPROM memories.

Bevor dann der Programmiervorgang der Nutzspeicherzellen des Speichers 12 ausgeführt wird, wird der somit erhaltene Zählstand in dem Zählstandspeicher 14 ausgelesen und mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Ist der ausgelesene Zählstand größer oder gleich dem vorgegebenen Grenzwert, so wird die Programmierung nicht ausgeführt, indem die Verhinderungseinrichtung 20 ansprechend auf ein solches Vergleichsergebnis entsprechend gesteuert wird. Before the programming process of the useful memory cells of the memory 12 is then carried out, the count obtained in this way is read out in the count memory 14 and compared with a predetermined limit value. If the counted reading is greater than or equal to the predetermined limit value, the programming is not carried out by the prevention device 20 being controlled accordingly in response to such a comparison result.

Durch die oben beschriebene Vorgehensweise hat der Halbleiterhersteller die absolute Kontrolle über die maximale Anzahl von Programmiervorgängen seines Speicherprodukts, da nach einer gewissen Anzahl an Schreib-/Löschvorgängen eines wiederbeschreibbaren Speicherbereichs jeder weitere Schreib- und/oder Löschvorgang verhindert wird. Through the procedure described above, the Semiconductor manufacturers have absolute control over the maximum number of programming operations of its storage product since after a certain number of write / delete operations rewritable memory area every additional write and / or deletion is prevented.

Ein üblicher intelligenter Sensor umfasst zwischen 30 und 100 Bit Kalibrierdaten. Ferner sei angenommen, dass ein Halbleiterhersteller eine extreme Zuverlässigkeit unter automotiven Bedingungen nur dann garantiert, wenn der die 30 bis 100 Bit Kalibrierdaten enthaltende Datenspeicher weniger als acht Mal beschrieben/gelöscht, also programmiert, wurde. Somit reichen drei Zusatzbits in dem Zählstandsspeicher 14 aus, um die Anzahl aller vergangenen Schreib-/Löschzyklen zu speichern, da ja maximal sieben solcher Zyklen erlaubt sind. Wenn der Zählstand nach der siebten Programmierung sieben erreicht hat, wird eine weitere Programmierung/Löschung des Datenspeichers vorzugsweise durch eine verdrahtete Logik on-chip verhindert. Durch diese drei Zusatzbits können beispielsweise drei erlaubte Zustände und ein Zustand, bei dem eine weitere Programmierung verhindert wird, d. h. ein Limit, programmiert werden. A common intelligent sensor contains between 30 and 100 bit calibration data. Furthermore, it is assumed that a semiconductor manufacturer guarantees extreme reliability under automotive conditions only if the data memory containing the 30 to 100 bit calibration data has been written / erased, i.e. programmed, less than eight times. Thus three additional bits in the count memory 14 are sufficient to store the number of all past write / erase cycles, since a maximum of seven such cycles are allowed. If the count has reached seven after the seventh programming, further programming / deletion of the data memory is preferably prevented by on-chip wired logic. These three additional bits can be used, for example, to program three permitted states and a state in which further programming is prevented, ie a limit.

Es kann bevorzugt sein, das Zählinkrement, mit dem der Zählstand in dem Zählstandspeicher 14 bei einem jeweiligen Programmiervorgang inkrementiert wird, von den dabei herrschenden Programmierbedingungen abhängig zu machen. Es ist beispielsweise möglich, dass unter gewissen technologischen Randbedingungen eine Programmierung nicht nur bei üblicher Raumtemperatur von 25°C vorgenommen wird, sondern auch bei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 100°C. Bei einer solchen erhöhten Temperatur ist die eingangs angesprochene Schädigung des Speichermediums größer als bei einer Programmierung bei tieferen Temperaturen. Ein Halbleiterhersteller kann somit spezifizieren, dass bei Programmierbedingungen bei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 100°C nur mehr zwei Programmiervorgänge gestattet sind, während bei 25°C jedoch acht gestattet sind. Wird bei einer solchen Konstellation ein Programmiervorgang bei einer Temperatur von 100°C durchgeführt, wird das Zählinkrement, um den der Zählstand in dem Zählstandspeicher 14 bei einem solchen Programmiervorgang erhöht wird, von eins auf vier erhöht. It may be preferred to make the count increment with which the count in the count memory 14 is incremented during a respective programming operation dependent on the programming conditions prevailing in the process. It is possible, for example, that under certain technological boundary conditions, programming is carried out not only at a normal room temperature of 25 ° C., but also at an elevated temperature of 100 ° C., for example. At such an elevated temperature, the damage to the storage medium mentioned above is greater than when programming at lower temperatures. A semiconductor manufacturer can thus specify that only two programming operations are permitted under programming conditions at an elevated temperature of, for example, 100 ° C., but eight are permitted at 25 ° C. If, in such a constellation, a programming operation is carried out at a temperature of 100 ° C., the counting increment by which the count in the count reading memory 14 is increased during such a programming operation is increased from one to four.

In einem solchen Fall muss durch eine Steuerung, beispielsweise die Programmiereinrichtung selbst, sichergestellt sein, dass durch ein solches erhöhtes Zählinkrement nicht ein undefinierter Zustand erhalten wird. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass auch ein Zählstand, der über dem Grenzwert liegt, richtig interpretiert wird, so dass nach einer Programmierung mit einem solchen hohen Zählinkrement die Verhinderungseinrichtung aktiviert wird. Alternativ kann eine solche Programmierung mit einem erhöhten Zählinkrement durch eine geeignete Verriegelung verhindert werden, wenn dadurch der maximal erlaubte Grenzwert nicht nur erreicht, sondern überschritten werden würde. In such a case, a controller, for example the programming device itself, that by such an increased counting increment does not occur undefined state is obtained. On the one hand, this can be done happen that also a count that is above the limit is correctly interpreted, so that after a Programming with such a high count increment Prevention device is activated. Alternatively, one such programming with an increased counting increment a suitable locking can be prevented if this maximum allowed limit not only reached, but would be exceeded.

Neben den thermischen Randbedingungen zum Einstellen des Zählinkrements ist auch eine Unterscheidung verschiedener, erlaubter Programmierpulse möglich. Beispielsweise kann neben dem Standardprogrammierpuls eventuell ein beschleunigter Programmierpuls definiert werden, indem beispielsweise ein Programmierpuls mit einer erhöhten Spannung, dafür jedoch einer reduzierten Dauer, angelegt wird. Derartige beschleunigte Programmierpulse schädigen den Speicher oftmals stärker als Standardpulse. Dem kann Rechnung getragen werden, indem pro beschleunigtem Programmierpuls mit höherer Programmierspannung der Zähler, d. h. der Zählstand in dem Zählstandspeicher 14, um ein größeres Inkrement erhöht wird, als es bei Standardprogrammierpulsen der Fall ist. In addition to the thermal boundary conditions for setting the counting increment, it is also possible to differentiate between different, permitted programming pulses. For example, in addition to the standard programming pulse, an accelerated programming pulse can possibly be defined by, for example, applying a programming pulse with an increased voltage but with a reduced duration. Accelerated programming pulses of this type often damage the memory more than standard pulses. This can be taken into account by increasing the counter per accelerated programming pulse with a higher programming voltage, ie the count in the count memory 14 , by a larger increment than is the case with standard programming pulses.

Es existieren Speicherarchitekturen, bei denen anlässlich eines Programmier- bzw. Löschvorgangs selektiv nur einige Speicherzellen angesprochen werden. Bei solchen Architekturen stellt die bisher beschriebene Vorrichtung, bei der dem gesamten Speicher nur ein Zähler zugeordnet ist, eine suboptimale Lösung dar. Dies wird klar, wenn angenommen wir, dass der Grenzwert, d. h. das Endurance-Limit, acht beträgt und der Anwender das erste Bit des Speichers sieben Mal programmiert. Wird beim achten Programmiervorgang der restliche Speicher beschrieben, so wird die Verhinderungseinrichtung aktiv, obwohl alle Zellen bis auf die erste im Hinblick auf Zuverlässigkeit noch sieben Mal umprogrammiert werden dürften. Es kann somit unter Umständen angebracht sein, den Speicher in einzelne Domänen zu untergliedern, wobei jeder Domäne ein separater Schreib-/Löschzähler in der Form eines Zählstandspeichers zugeordnet wird, sowie eine eigene Verhinderungseinrichtung, die bei Aktivierung lediglich ein weiteres Schreiben und/oder Löschen der jeweiligen Speicherdomäne verhindert. Jede Speicherdomäne kann dabei einzelne oder eine Gruppe von Speicherzellen umfassen. There are memory architectures, on the occasion of a programming or deletion process selectively only a few Memory cells can be addressed. With such architectures represents the device described so far, in which the only one counter is assigned to the entire memory, one suboptimal solution. This becomes clear when we assume that the limit, d. H. the endurance limit is eight and the user the first bit of memory seven times programmed. The rest of the eighth programming process Memory described, so the prevention device active, although all cells except for the first in terms of Reliability can be reprogrammed seven times likely. It may therefore be appropriate under certain circumstances Subdivide memory into individual domains, each domain a separate write / delete counter in the form of a Counter status memory is assigned, as well as its own Prevention device that when activated only one more Write and / or delete the respective storage domain prevented. Each storage domain can be individual or one Include group of memory cells.

Im einfachsten Fall, dass dem gesamten Speicherbereich nur ein Schreib-/Löschzähler und eine Verhinderungseinrichtung zugeordnet ist, wird der Anwender, d. h. beispielsweise der Sensormodulhersteller, bestrebt sein, möglichst viele Zellen des Speichers zugleich zu programmieren, um somit sein Endurance-Budget nicht übermäßig zu belasten. Dies ist im Sinn des Halbleiterherstellers, da es die Zuverlässigkeit des Speichers maximiert, insbesondere da auch alle Bauteile, die die hohe Schreib-/Löschspannung (Programmierspannung) an die jeweiligen Zellen anschalten bzw. von den nichtbetroffenen Zellen wegschalten, durch einen Programmiervorgang belastet werden. In the simplest case, the entire memory area only a write / erase counter and a prevention device is assigned, the user, i. H. for example the Sensor module manufacturers, strive to have as many cells as possible of the memory at the same time to be programmed Don't overburden the endurance budget. This is in mind of the semiconductor manufacturer because it increases the reliability of the Memory maximized, especially since all components that the high write / erase voltage (programming voltage) to the switch on the respective cells or from those not affected Disconnect cells, burdened by a programming process become.

Wie oben ausgeführt wurde, ist die vorliegende Erfindung insbesondere bei solchen wiederbeschreibbaren Speichervorrichtungen vorteilhaft, bei denen lediglich eine sehr reduzierte Anzahl von Programmiervorgängen stattfinden darf, um eine möglichst lange Retention garantieren zu können. Ferner ist die vorliegende Erfindung insbesondere dann besonders vorteilhaft anwendbar, wenn die Programmierung von einem Modulhersteller durchgeführt wird, der den Speicher für sein Modul von einem Halbleiterhersteller bezieht, wobei der Halbleiterhersteller die Garantie für die Retention seines Halbleiterspeichers übernimmt. As stated above, the present invention is especially with such rewritable Storage devices advantageous in which only a very reduced Number of programming operations may take place to one to guarantee retention as long as possible. Furthermore is especially the present invention advantageously applicable when programming from a Module manufacturer is performing the memory for his module from a semiconductor manufacturer, the Semiconductor manufacturers guarantee the retention of its Semiconductor memory takes over.

In Fällen, in denen es möglich ist, dass der Anwender, beispielsweise der Modulhersteller, gar nicht bemerkt, dass sein letzter Programmiervorgang bzw. seine letzten Programmiervorgänge erfolglos waren und er das Modul ausliefert, würde das Modul falsch kalibriert sein und somit die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems in Frage stellen, was unter Umständen bei automotiven Anwendungen sogar Leben gefährden könnte. In solchen Fällen umfasst die erfindungsgemäße Speichervorrichtung vorzugsweise eine Erweiterung dahingehend, dass der IC in Abhängigkeit von der Verhinderungseinrichtung, d. h. dem Endurance-Lock, gesperrt wird. Beispielsweise kann bei einem ABS- Sensor, der durch eine Impulsfolge an seinem Ausgangspin die Drehzahl eines Rades widerspiegelt, der Ausgangstransistor beständig ausgeschaltet bleiben, wenn die Verhinderungseinrichtung aktiv ist. Somit wird der Ausfall des Moduls sofort bemerkt, so dass das Gesamtsystem erst gar nicht in Betrieb genommen werden kann, so dass auch keine Gefährdung des Endkunden vorliegt. In cases where it is possible that the user For example, the module manufacturer did not even notice that last programming process or its last Programming processes were unsuccessful and he delivered the module, that would Module is incorrectly calibrated and thus the reliability of the overall system question what may be the case with automotive applications could even endanger life. In the storage device according to the invention comprises such cases preferably an extension in that the IC in Dependency on the prevention device, i.e. H. the Endurance lock, is locked. For example, with an ABS Sensor, which is triggered by a pulse train at its output pin The speed of a wheel reflects the output transistor remain constantly off when the Prevention device is active. Thus the failure of the module is immediate noticed, so that the entire system is not even in operation can be taken so that there is no risk to the End customer is available.

Allgemein formuliert soll, falls die Verhinderungseinrichtung aktiv ist, der IC dies dem Gesamtsystem unmissverständlich mitteilen, beispielsweise auf eine Art und Weise, dass das Gesamtsystem nicht hochstarten kann. Dies kann im Extremfall dadurch erreicht werden, dass sich der IC tot stellt. Das Gesamtsystem muss sich vor dem Hochstarten vergewissern, dass alle peripheren ICs angeschlossen sind, wobei, wenn ein IC nicht antwortet, das Gesamtsystem nicht hochfährt. In general, if the prevention device is active, the IC makes this clear to the overall system communicate, for example in a way that the Cannot start entire system. In extreme cases this can happen can be achieved by making the IC stand dead. The The entire system must make sure that before starting all peripheral ICs are connected, where if an IC does not answer, the entire system does not start up.

Sensoren, die in einem Modul programmiert werden, benötigen immer eine Verriegelung nach Abschluss der Programmierung, die sicherstellt, dass der Sensor während des Betriebs nicht unbeabsichtigt umprogrammiert wird, was eventuell durch eine Fehlinterpretation von Störimpulsen erfolgen kann. Eine solche Verriegelung wird als Memlock bezeichnet. In einfachen Systemen muss der Anwender nach Programmierung des Datenspeichers oder im letzten Programmiervorgang des Datenspeichers noch ein weiteres Bit, das Memlock-Bit, programmieren. Aus Gründen der Speichersicherheit kann der Memlock (die Speicherverriegelung) selbstverständlich auch durch mehrere, redundante Bits ausgeführt sein, in denen nach den Methoden der fehlererkennenden bzw. fehlerkorrigierenden Codierung Daten zur Verriegelung abgelegt werden. Sobald das Memlock-Bit programmiert ist, wird der Memlock aktiv und verriegelt die Programmierschnittstelle der integrierten Schaltung, d. h. ein aktiver Memlock verhindert jedwede weitere Programmierung der integrierten Schaltung. Somit wird der Memlock immer im letzten Programmiervorgang programmiert. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Programmierung des Memlocks vom Endurance-Lock unbeeinflusst zu lassen, so dass sich der Memlock auch dann noch programmieren lässt, wenn die Verhinderungseinrichtung aktiv ist. Ebenfalls macht es meist keinen Sinn, den Zählstand des Schreib-/Löschzählers anlässlich der Programmierung des Memlocks zu verändern. Sensors that are programmed in a module need always a lock after programming, which ensures that the sensor is not in operation unintentionally reprogrammed, which may be caused by a Misinterpretation of interference pulses can occur. A such locking is called a memlock. In simple Systems after programming the Data storage or in the last programming operation of the data storage program another bit, the Memlock bit. Out For memory security reasons, the Memlock (the Memory lock) of course also by several, redundant bits can be executed in which according to the methods of error-recognizing or error-correcting coding data stored for locking. Once the memlock bit is programmed, the memlock becomes active and locks the Integrated circuit programming interface, d. H. on active memlock prevents any further programming of the integrated circuit. So the Memlock is always in last programming operation. Maybe it can be advantageous to program the Memlocks from Leaving the endurance lock unaffected so that the memlock can be programmed even if the Prevention device is active. Also, it usually doesn't make sense the count of the write / delete counter on the occasion of the Change the programming of the memlock.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verhinderung einer weiteren Programmierung, d. h. das Endurance-Lock, kann hinsichtlich seines Aufbaus dem Memlock sehr ähnlich sein, denn auch dadurch wird eine weitere Programmierung im Feld verhindert. Jedoch liegt ein wesentlicher Unterschied darin, dass der Memlock zu einer beliebigen Zeit, nach einem, zwei oder mehreren Programmierzyklen, vom Anwender bewusst gesetzt werden kann, während die erfindungsgemäße Verhinderungseinrichtung jedoch automatisch, ohne direkte Einflussmöglichkeit durch den Anwender, nach einer gewissen Anzahl an Programmiervorgängen, bzw. bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Zählstands, aktiviert wird. The inventive device for preventing further programming, d. H. the endurance lock, can be very similar to the Memlock in terms of its structure, because this also means further programming in the field prevented. However, one major difference is that the memlock at any time, after one, two or several programming cycles, deliberately set by the user can be while the invention Prevention device, however, automatically, without direct influence by the user after a certain number Programming processes, or when reaching or exceeding a predetermined count, is activated.

Weiterhin verbietet ein Memlock in der Regel jeden anderen als einen normalen Betriebsmodus, also etwaige Testmodi, und verriegelt darüber hinaus auch noch die Programmierschnittstelle selbst, damit Störpulse nicht irrtümlich als Programmiersequenz oder Aufforderung, in einen Testmodus zu gehen, interpretiert werden. Dagegen kann die erfindungsgemäße Verhinderungseinrichtung ausgelegt sein, um nur eine weitere Programmierung zu verbieten, während es selbst bei aktiver Verhinderungseinrichtung einfach möglich ist, den Speicher der integrierten Schaltung auszulesen oder die integrierte Schaltung in weiteren, zur Analyse vorteilhaften Testmodi zu betreiben. Furthermore, a memlock usually prohibits everyone else as a normal operating mode, i.e. any test modes, and also locks the Programming interface itself, so that interference pulses are not mistaken as Programming sequence or request to enter a test mode, be interpreted. In contrast, the invention Prevention device be designed to only one more Prohibit programming while it is active Prevention device is easily possible, the memory read out the integrated circuit or the integrated Switching in further test modes advantageous for analysis operate.

Bei einem aktiven Memlock ist es dagegen praktisch unmöglich, den Speicher der integrierten Schaltung nochmals auszulesen oder die integrierte Schaltung nochmals in einem Testmodus zu betreiben. Für ein solches Auslesen bei gesetztem Memlock wäre es notwendig, einen Hardwareeingriff in das System durchzuführen. Ein solcher Eingriff kann beispielsweise darin bestehen, einen Pin der integrierten Schaltung, der im Betrieb über eine Lötbrücke immer an Masse gelegt wird, nun durch Öffnen der Lötbrücke an ein High-Potential zu legen oder indem das Gehäuse der integrierten Schaltung partiell geöffnet wird, beispielsweise mittels einer Säure, und indem ein Bonddraht danach abgezwickt wird. Jedenfalls sind Maßnahmen zu treffen, die im normalen Betriebsmodus äußerst unwahrscheinlich zufällig passieren können und somit einer praktisch sicheren Verriegelung gleichkommen. With an active memlock, on the other hand, it is practically impossible read the memory of the integrated circuit again or the integrated circuit again in a test mode operate. For such a readout when the memlock is set it would be necessary to have a hardware intervention in the system perform. Such an intervention can be done, for example consist of a pin of the integrated circuit that is in operation is always connected to ground via a solder bridge, now by Open the solder bridge to a high potential or by partially opening the housing of the integrated circuit is, for example by means of an acid, and by a Bond wire is then pinched off. In any case, measures are too meet that extremely in normal operating mode unlikely to happen by chance and therefore one practical secure locking.

Abschließend sei jedoch erwähnt, dass es vorteilhaft sein kann, einige Funktionen von Memlock auch auf die erfindungsgemäße Verhinderungseinrichtung, d. h. das Endurance-Lock, auszuweiten, wobei es im Extremfall sogar denkbar wäre, dass ein aktives Endurance-Lock auch alle Funktionen eines Memlocks beinhaltet. Ferner wäre es auch denkbar, dass ein Memlock zugleich auch immer das Endurance-Lock setzt, um somit eine erhöhte Sicherheit der Verriegelung zu erhalten. Bezugszeichenliste 10 integrierte Schaltung
12 Speicher
14 Zählstandspeicher
16 Programmiereinrichtung
18 Leitung
20 Verhinderungseinrichtung
22 Leitung
In conclusion, however, it should be mentioned that it can be advantageous to extend some functions of Memlock to the prevention device according to the invention, ie the endurance lock, and in extreme cases it would even be conceivable that an active endurance lock also includes all functions of a Memlock. Furthermore, it would also be conceivable for a memlock to always set the endurance lock at the same time, in order to obtain increased locking security. Reference Signs List 10 IC
12 memories
14 counter memory
16 programming device
18 management
20 prevention device
22 line

Claims

1. Storage device with the following features:
a memory area ( 12 ) with at least one memory cell which can be rewritten by programming processes; and
a counter ( 14 ) for generating a count based on programming operations carried out on the memory area ( 12 ).

2. Storage device according to claim 1, which has a count memory ( 14 ) in which the count is stored, the stored count being incremented with each programming operation.

3. The memory device according to claim 1 or 2, further comprising means ( 20 ) for preventing further programming operations with respect to the memory area ( 12 ) when the count exceeds a predetermined value.

4. The memory device according to one of claims 1 to 3, further comprising means for setting an integrated circuit ( 10 ), with which the memory device is assigned, into a fault mode if the count exceeds a predetermined value.

5. The storage device according to claim 4, wherein the Failure mode operation of the integrated circuit is blocked.

6. Storage device according to one of claims 1 to 5, where a counting increment of the counter of Programming conditions that exist during a programming process depends.

7. The storage device of claim 6, wherein the Programming conditions the temperature, one used Programming voltage and / or a time characteristic of a used programming pulse include.

8. Storage device according to one of claims 1 to 7, which has a plurality of memory areas, each Memory area is assigned a counter.

9. A method of operating a storage device, comprising the following steps:
Programming at least one memory cell of a memory area ( 12 ) of the memory device by means of a programming process; and
Generation of a count for the memory area ( 12 ) based on the programming process.

10. The method according to claim 9, wherein the step of Generate incrementing the count at each has occurring programming process.

11. The method according to claim 10, wherein a counting increment in the step of incrementing existing ones Programming conditions depends.

12. The method according to claim 11, wherein the Programming conditions the temperature, a programming voltage used include and / or a temporal characteristic of a used programming pulse include.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, further comprising a step of preventing further programming operations with respect to the memory area ( 12 ) when the count exceeds a predetermined value.

14. The method according to any one of claims 10 to 12, the a step of displaying an error if the Count exceeds a predetermined value.

15. The method according to any one of claims 10 to 13, the a step of disabling operation of the Has integrated circuit associated with memory area, when the count exceeds a predetermined value.